อธิบาย: 'โคโรนา' ของไวรัสเปลี่ยนเป็นรูปทรงกิ๊บอย่างไร และทำไม

เฟรมแช่แข็งของโปรตีนขัดขวาง SARS-CoV-2 แสดงการเปลี่ยนแปลงของรูปร่างอย่างมากหลังจากที่หลอมรวมกับเซลล์ของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าอาจช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันของเราเสียสมาธิ ผลการวิจัยอาจมีความสำคัญในการพัฒนาวัคซีน

โครงสร้างของ SARS-CoV-2 รวมทั้งสไปค์โปรตีน (ที่มา: Wikipedia)

โปรตีนขัดขวางของ SARS-CoV-2 ซึ่งเป็น 'โคโรนา' ใน coronavirus ที่ทำให้เกิดโรค Covid-19 ได้เปิดเผยความลับใหม่ นักวิจัยพบว่าโปรตีนสไปค์เปลี่ยนรูปแบบหลังจากที่เกาะติดกับเซลล์ของมนุษย์ พับเข้าหาตัวเองและมีรูปร่างเหมือนกิ๊บติดผม นักวิจัยได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร Science และเชื่อว่าความรู้สามารถช่วยในการพัฒนาวัคซีนได้

โปรตีนขัดขวางคืออะไร?

เป็นโปรตีนที่ยื่นออกมาจากพื้นผิวของ coronavirus เช่นหนามแหลมของมงกุฎหรือโคโรนา - ดังนั้นชื่อ 'coronavirus' ในโคโรนาไวรัส SARS-CoV-2 เป็นโปรตีนขัดขวางที่เริ่มกระบวนการติดเชื้อในเซลล์ของมนุษย์ มันยึดตัวเองกับเอนไซม์ของมนุษย์ที่เรียกว่าตัวรับ ACE2 ก่อนที่จะเข้าไปในเซลล์และสร้างสำเนาของตัวเองหลายชุด

งานวิจัยใหม่พบอะไร?

การใช้เทคนิคของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่เยือกแข็ง (cryo-EM) ดร. Bing Chen และเพื่อนร่วมงานที่โรงพยาบาลเด็กบอสตันได้ตรึงโปรตีนขัดขวางไว้ในรูปร่างทั้งสองก่อนและหลังฟิวชั่นกับเซลล์

ภาพ Cryo-EM ของ SARS-CoV-2 ก่อนและหลังการหลอมรวมกับเซลล์ของมนุษย์ รูปร่าง Postfusion เป็นเหมือนกิ๊บติดผม (ที่มา: ให้บริการโดย Dr Bing, Chen, Boston Children's Hospital)

รูปภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงอย่างมากต่อรูปร่างของกิ๊บหลังจากที่โปรตีนสไปค์จับกับตัวรับ ACE2 อันที่จริง นักวิจัยพบว่ารูปร่างหลังยังสามารถแสดงตัวเองก่อนการหลอมรวม โดยไม่ต้องให้ไวรัสจับกับเซลล์เลย สไปค์สามารถเข้าสู่รูปแบบทางเลือกก่อนเวลาอันควร

นั่นหมายถึงอะไร?

ดร.เฉิน แนะนำว่าการสันนิษฐานว่ารูปแบบอื่นอาจช่วยป้องกันไม่ให้ SARS-CoV-2 พังได้ จากการศึกษาพบว่าไวรัสสามารถคงอยู่บนพื้นผิวต่างๆ ได้ในช่วงระยะเวลาต่างๆ เฉินแนะนำว่ารูปร่างที่แข็งกระด้างอาจอธิบายเรื่องนี้ได้

ที่สำคัญกว่านั้น นักวิจัยคาดการณ์ว่ารูปแบบ postfusion อาจป้องกัน SARS-CoV-2 จากระบบภูมิคุ้มกันของเรา

อธิบายด่วนอยู่ในขณะนี้โทรเลข. คลิก ที่นี่เพื่อเข้าร่วมช่องของเรา (@ieexplained) และติดตามข่าวสารล่าสุด

สามารถป้องกันไวรัสจากระบบภูมิคุ้มกันได้อย่างไร?

รูปร่างหลังการหลอมละลายสามารถกระตุ้นแอนติบอดีที่ไม่ทำให้ไวรัสเป็นกลาง ผลที่ตามมา หนามแหลมในรูปแบบนี้อาจทำหน้าที่เป็นตัวล่อที่ทำให้ระบบภูมิคุ้มกันเสียสมาธิ

แอนติบอดีที่กำหนดเป้าหมายไปยังสถานะหลังการละลายโดยเฉพาะจะไม่สามารถปิดกั้นการหลอมรวมของเยื่อหุ้มเซลล์ (การเข้าสู่ไวรัส) เนื่องจากกระบวนการนี้จะสายเกินไป Chen เล่าว่าสิ่งนี้เป็นที่ยอมรับในด้านไวรัสอื่นๆ เช่น HIV เว็บไซต์นี้ , โดยอีเมล.

โดยหลักการแล้ว ถ้าทั้งสองรูปแบบร่วมกันใช้อีพิโทปที่เป็นกลาง (ส่วนหนึ่งของไวรัสที่มีเป้าหมายโดยแอนติบอดี) จากนั้นรูปแบบหลังการสลายภายหลังก็สามารถกระตุ้นแอนติบอดีที่เป็นกลางได้เช่นกัน Chen กล่าว แต่เนื่องจากโครงสร้างทั้งสองมักจะแตกต่างกันมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในกรณีของ SARS-CoV-2 และ HIV ผมคิดว่าไม่น่าจะเป็นไปได้มากที่รูปแบบ postfusion จะเป็นประโยชน์ในฐานะภูมิคุ้มกัน เขาอธิบาย

ทั้งสองรูปแบบมีความคล้ายคลึงกันหรือไม่?

ใช่ ทั้งรูปแบบก่อนและหลังมีโมเลกุลน้ำตาลที่เรียกว่าไกลแคน ในตำแหน่งที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กันบนพื้นผิวของน้ำตาล Glycans เป็นอีกคุณสมบัติหนึ่งที่ช่วยให้ไวรัสหลีกเลี่ยงการตรวจหาภูมิคุ้มกัน

ความรู้เกี่ยวกับรูปทรงทางเลือกมีประโยชน์อย่างไร?

นักวิจัยเชื่อว่าการค้นพบนี้มีนัยสำคัญต่อการพัฒนาวัคซีน วัคซีนจำนวนมากที่กำลังพัฒนาใช้โปรตีนขัดขวางเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน แต่สิ่งเหล่านี้อาจมีรูปแบบ prefusion และ postfusion ที่แตกต่างกันออกไป Chen กล่าว และนั่นอาจจำกัดประสิทธิภาพในการป้องกัน

Chen เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการรักษาเสถียรภาพของโปรตีนขัดขวางในโครงสร้างพรีฟิวชันของมัน เพื่อที่จะสกัดกั้นการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างที่นำไปสู่สภาวะหลังการหลอมรวม หากโปรตีนไม่เสถียร แอนติบอดีอาจถูกกระตุ้น แต่จะมีประสิทธิภาพน้อยลงในแง่ของการปิดกั้นไวรัส เขากล่าว

การใช้โครงสร้างพรีฟิวชันของเราเป็นแนวทาง เราควรจะทำได้ดีขึ้น (แนะนำการกลายพันธุ์ที่ทำให้เสถียร) เพื่อเลียนแบบสถานะพรีฟิวชัน ซึ่งอาจมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองของแอนติบอดีที่เป็นกลาง Chen บอกกับ The Indian Express เรากำลังดำเนินการในกรณีที่วัคซีนรอบแรกไม่ได้ผลอย่างที่เราหวังไว้

แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ: